Химик в Колледже искусств и наук (A&S) выяснил, как контролировать уровень глюкозы в кровотоке без обычных побочных эффектов, таких как тошнота, рвота или недомогание.
Роберт Дойл, Лаура Дж. и я. Дуглас Мередит, профессор педагогического мастерства и профессор химии, является изобретателем нового соединения, которое вызывает секрецию инсулина в поджелудочной железе без сопутствующей тошноты. Работая с коллегами из Пенсильванского университета (Пенн), детской больницы Сиэтла и медицинского университета SUNY Upstate, он разработал конъюгат витамина B12, который связан с одобренным FDA лекарством, известным как Ex4.
Дойл ожидает, что его соединение под названием B12-Ex4 предложит более широкий спектр доступных вариантов лечения диабета из-за его способности улучшать толерантность к глюкозе без связанных побочных эффектов.
Его выводы являются частью новаторской статьи, в соавторстве которой он написал книгу «Диабет, ожирение и метаболизм» (Джон Вили & Сыновья, 2018). Соответствующий документ, посвященный глюкорегуляции и подавлению аппетита, планируется опубликовать в Scientific Reports.
"Это представляет собой интересную новую парадигму лечения диабета 2 типа с использованием так называемых препаратов-агонистов GLP1-R, которые составляют многомиллиардную промышленность," говорит Дойл, также доцент медицины в SUNY Upstate. "Наши результаты подчеркивают потенциальную клиническую применимость конъюгатов B12-Ex4 в качестве терапевтических средств для лечения диабета 2 типа с уменьшением частоты побочных эффектов."
Диабет 2 типа характеризуется повышенным уровнем глюкозы в крови или моче, когда организм не может использовать или производить достаточное количество инсулина. Долгосрочные осложнения включают повреждение глаз, почек или нервов; сердечный приступ или инсульт; или проблемы с процессом заживления ран.
Открытие Дойла связано с его работой с экзенатидом, лекарством, которое заставляет поджелудочную железу выделять инсулин при высоком уровне глюкозы. (Инсулин – это гормон, который перемещает глюкозу из крови в различные клетки и ткани, где сахар превращается в энергию.Эксенатид, используемый для лечения диабета 2 типа, является частью большого класса лекарств, называемых миметиками инкретина. Эти инъекционные препараты связываются с рецепторами глюкагоноподобных пептидов (GLP1-R), чтобы стимулировать высвобождение инсулина.
Недостатком эксенатида является то, что GLP1-R находится в поджелудочной железе и головном мозге. Стимуляция рецептора в поджелудочной железе приводит к положительным аспектам контроля глюкозы, но при этом в гипоталамусе (части мозга, координирующей нервную систему и гипофиз) вызывает недомогание и тошноту.
"Мы смогли смягчить побочные эффекты экзенатида, не допустив его попадания в мозг, но позволив ему проникнуть в другие части тела, такие как поджелудочная железа," – говорит Дойл, чьи исследования сосредоточены на химии B12, использовании его свойств и диетических путей для доставки лекарств. "Наша способность «исправить» Ex-4 в качестве доказательства концепции может повлиять на ожирение и лечение рака, поскольку мы можем использовать нашу лекарственную систему для предотвращения или модуляции побочных эффектов, опосредованных центральной нервной системой [ЦНС]. В случае Ex-4 этим [побочным эффектом] была хроническая тошнота."
Решающее значение для исследований Дойла имеют агонисты GLP-1R – синтетические химические вещества на основе пептидов, которые связываются с органами или клетками, вызывая у них биологический ответ. Эти пептидные конъюгаты инсулина являются единственными известными гормонами, способными снижать уровень сахара в крови за счет увеличения секреции инсулина. Они делают это за счет уменьшения потребления пищи и массы тела.
Дойл говорит, что эти препараты эффективны для лечения ожирения, но многие диабетики 2 типа не страдают ожирением или избыточным весом: "На самом деле, им следует вообще избегать похудения."
Добавьте к этому распространенность тошноты или рвоты, и шансы пропустить прием доз или прекратить лечение значительно увеличиваются. "Эти побочные эффекты на удивление недостаточно изучены, и они ограничивают полное, широкое использование и эффективность агонистов GLP-1R для лечения метаболических заболеваний," он продолжает.
В ответ на острую потребность лаборатория Дойла возглавила разработку инкретинового терапевтического средства нового поколения, которое контролирует уровень сахара в крови, не вызывая снижения потребления пищи или изменения пищевого поведения. "Этот метод конъюгации идеально подходит для будущего лечения диабета 2 типа," – говорит Дойл, добавляя, что Сиракузский университет владеет патентом на эту работу. "Это также может быть в целом полезно для других терапевтических средств, которые улучшают проницаемость ЦНС."